Galileo IOV卫星广播星历精度评估

第２６卷第４期测　绘　工　程

Ｖ

ｏｌ．２６，Ｎｏ．４２０１７年４月

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　

ａｎｄ　ＭａｐｐｉｎｇＡｐ

ｒ．，２０１７引用著录：尹晖，吴多，曾琪，等．Ｇａｌｉｌｅｏ　ＩＯＶ卫星广播星历精度评估［Ｊ］．测绘工程，２０１７，２６（４）：１－５，１１．ＤＯＩ：１０．１９３４９／ｊ

．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００６－７９４９．２０１７．０４．００１Ｇａｌｉｌｅｏ　

ＩＯＶ卫星广播星历精度评估尹　晖１，

２

，吴　多１，曾　琪１，张晓鸣１，周晓庆１，刘万科１（１．武汉大学测绘学院，湖北武汉４３００７９；２．地球空间信息技术协同创新中心，湖北武汉４３００７９

）摘　要：介绍广播星历精度评估的基本原理与方法，在此基础上利用长达两年的广播星历数据分析比较Ｇａｌｉｌｅｏ现有ＩＯＶ卫星的广播轨道精度、钟差精度以及整体精度ＳＩＳＲＥ的长期和短期变化趋势，结果表明，目前Ｇａｌｉｌｅｏ　ＩＯＶ卫星径向轨道精度优于０．５ｍ，切向精度优于１．８ｍ，法向精度优于１．５ｍ，略优于切向，钟差精度优于５ｎｓ，ＳＩＳＲＥ优于１

．３ｍ。从星历精度的长期变化趋势来看，Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历精度随系统发展有一定的改善。关键词：Ｇ

ａｌｉｌｅｏ；广播星历；精度评估；轨道误差；钟差中图分类号：Ｐ２２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－７９４９（２０１７）０４－０００１－

０５Ａｃｃｕｒａｃｙ　

ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　ｇａｌｉｌｅｏ　ＩＯＶ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ　ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｅｐｈｅｍｅｒｉｓＹＩＮ　Ｈｕｉ　１，２，ＷＵ　Ｄｕｏ１，ＺＥＮＧ　Ｑｉ　１，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｏｍｉｎｇ１，ＺＨＯＵ　Ｘｉａｏｑｉｎｇ１，

ＬＩＵ　Ｗａｎｋｅ１

（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｄｅｓｙ　ａｎｄ　Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ，Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒＧｅｏｓｐａｔｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

，Ｗｕｈａｎ　４３００７９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｆｉｒｓｔｌｙ．Ｔｈｅｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｅｓ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔ－ｔｅｒｍ　ａｎｄ　ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ　ｔｒｅｎｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｅｐｈｅｍｅｒｉｓａｃｃｕｒａｃｙ，ｃｌｏｃｋ　ｂｉａｓ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ＳＩＳＲＥ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　Ｇａｌｉｌｅｏ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ＩＯＶ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｗｏ－ｙｅａｒ－ｌｏｎｇｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ　ｄａｔａ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ，ｎｏｗ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｒａｄｉａｌ　ｏｒｂｉｔ　ｏｆＧａｌｉｌｅｏ　ＩＯＶ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　０．５ｍ，ｔｈｅ　ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ　ｏｎｅ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　１．８ｍａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｏｎｅ　ｉｓｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　１．５ｍｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｓｌｉｇｈｔｌｙ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ＲＭＳ　ｏｆ　ｃｌｏｃｋ　ｂｉａｓ　ｉｓｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　５ｎｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ＳＩＳＲＥ　ｖａｌｕｅ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　１．３ｍ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆＧａｌｉｌｅｏ　ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　Ｇａｌｉｌｅｏ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ　ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｅｐｈｅｍｅｒｉｓｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｇａｌｉｌｅｏ　ｓｙ

ｓｔｅｍ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｇａｌｉｌｅｏ；ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ；ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｏｒｂｉｔａｌ　ｅｒｒｏｒ；ｃｌｏｃｋ　ｂｉａｓ收稿日期：２０１５－１０－

２０基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１０７７１０５）

；国家电网公司科技攻关团队项目（Ｓ

Ｇ１１０１３）作者简介：尹　晖（１

９６２－），女，教授，博士． Ｇ

ａｌｉｌｅｏ系统是欧洲自主独立的全球多模式卫星导航定位系统，可以提供高精度、高可靠的导航定位服务，目前太空已有６颗正式的Ｇａｌｉｌｅｏ卫星，４颗ＩＯＶ卫星和２颗于２０１５－

０３新发射的ＦＯＣ卫星，可以组成网络初步发挥地面精确定位功能［１］

。随着Ｇａｌｉｌｅｏ系统近年来的发展，Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历的精度评估也引起越来越多学者的关注。广播星历因其实时性、易获取等优点在许多导航定位场合被广泛采用，作为导航定位的基准数据，广播星历

的精度将直接影响导航、定位、授时的精度，因此，广播星历精度评估尤为重要，不仅可以帮助改善用户定位精度，促进系统完善和系统间融合，同时也能提高系统应用的安全性和可靠性。

目前国内外已有许多学者对ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ

及ＢＤＳ的广播星历精度进行了分析和评估［２－８］

，但对于Ｇａｌｉｌｅｏ系统的相关研究则非常少，并且大都基于短期观测数据，缺乏长期连续性研究。Ｌｕｃａｓ　Ｒｏ－ｄｒｉｇ

ｕｅｚ在２０１３年首次对Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历进行了初步的精度评估，数据时长较短且Ｇａｌｉｌｅｏ系统广播星历被标记为不健康，其精度低于目前Ｇａｌｉｌｅｏ的精

度［９］

；罗小敏对Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历进行了５ｈ的精度评估，时间过短，无法看出长期趋势变化［１］

；Ａｎｄｒｅ

，